工业过程系统的预测控制.pdfVIP

中国科技论文在线 工业过程系统的预测控制* 李少远 (上海交通大学自动化系，上海，200240) 摘 要：预测控制方法自 1970’s 提出后在学术界和工业应用领域都取得了很大的进展，尤其在工业 过程控制方面成为一种重要的先进控制方法，已有很多成熟的商业化软件包和上千个成功的工业现 场应用，发挥了重要作用，体现了先进的控制方法的作用。本文将根据工业过程控制的特点和进一 步的需求，对近年来在工业过程控制领域预测控制方法取得的新进展进行综述，并对进一步的发展 需求进行分析。 关键词：工业过程系统，系统建模，预测控制，数据驱动，网络化控制系统 Model-based Predictive Control for Industrial Process - a Survey LI Shaoyuan (Department of Automation, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240) Abstract: Model-based predictive control has made a significant impact on academic control area and industrial application since it was proposed in 1970’s. Especially in industrial process control, predictive control has been considered to be an important advanced control method. Based on the reports by the open references, there are many mature commercial software packages of predictive control method and thousands successful applications to the real-time industrial plants, which plays an important role. This reflects the effect of advanced control method. According to the characteristics of industrial process control and further demand, the survey about the new advances in predictive control for industrial process control area in recent years is presented in this paper. Moreover, the development in the future is analyzed. Keywords: Industrial process, System modeling, Predictive Control, Data-driven approach, Networked control systems 1. 引 言 预测控制的思想可以追溯到 Propoi(1963)[1] ，由Richalet et al. (1976)[2]率先将预测控制应用到 过程控制。预测控制是其早先的发起者根据工业界的需要而提出的，而且没有使用已存在的最优控 制技术，可能由于最优控制不能有效地处理过程工业中存在的约束、非线性和不确定性。预测控制 的早先应用主要集中在石油-化工以及过程工业，因为出于经济上的考虑常要求操作点位于系统约束 条件的边界，所以动态控制器必须能够处理约束。在早期的文献中，MPC 通常使用阶跃响应和脉冲 模型对过程进行建模，这样非常有助于使用者的理解，有利于在合适的软件体系下进行相应的优化 控制及辨识。其